为什么指针是许多刚开始学习C或c++,甚至上了大学的学生困惑的主要因素?有没有什么工具或思维过程可以帮助你理解指针在变量、函数和级别之外是如何工作的?

有什么好的实践可以让人达到“啊哈,我懂了”的水平,而不会让他们陷入整体概念中?基本上,就是模拟场景。


当前回答

我认为这可能是语法问题。指针的C/ c++语法似乎不一致,而且比实际需要的更复杂。

具有讽刺意味的是,真正帮助我理解指针的是c++标准模板库中迭代器的概念。这很讽刺,因为我只能假设迭代器被认为是指针的泛化。

有时候,只有当你学会忽略树木时,你才能看到森林。

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在C/ c++语言中,指针为什么是许多新、甚至老大学生困惑的主要因素?

一个值的占位符的概念——变量——映射到我们在学校教的东西——代数。如果不理解内存在计算机中是如何物理布局的,就无法画出一个现有的并行图,而且没有人会考虑这种事情,直到他们处理低级别的事情——在C/ c++ /字节通信级别。

有没有什么工具或思维过程可以帮助你理解指针在变量、函数和级别之外是如何工作的?

地址框。我记得当我学习在微型计算机上编程BASIC时,有一些漂亮的书,里面有游戏,有时你必须在特定的地址中插入值。他们有一张图片,上面有一堆盒子,标有0、1、2……它解释说,只有一个小的东西(一个字节)可以装在这些盒子里,而它们有很多——一些计算机有多达65535!他们紧挨着,都有一个地址。

有什么好的实践可以让人达到“啊哈,我懂了”的水平,而不会让他们陷入整体概念中?基本上,就是模拟场景。

为了演习?创建一个结构体:

struct {
char a;
char b;
char c;
char d;
} mystruct;
mystruct.a = 'r';
mystruct.b = 's';
mystruct.c = 't';
mystruct.d = 'u';

char* my_pointer;
my_pointer = &mystruct.b;
cout << 'Start: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
my_pointer++;
cout << 'After: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
my_pointer = &mystruct.a;
cout << 'Then: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;
my_pointer = my_pointer + 3;
cout << 'End: my_pointer = ' << *my_pointer << endl;

与上面的例子相同,除了在C中:

// Same example as above, except in C:
struct {
    char a;
    char b;
    char c;
    char d;
} mystruct;

mystruct.a = 'r';
mystruct.b = 's';
mystruct.c = 't';
mystruct.d = 'u';

char* my_pointer;
my_pointer = &mystruct.b;

printf("Start: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
my_pointer++;
printf("After: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
my_pointer = &mystruct.a;
printf("Then: my_pointer = %c\n", *my_pointer);
my_pointer = my_pointer + 3;
printf("End: my_pointer = %c\n", *my_pointer);

输出:

Start: my_pointer = s
After: my_pointer = t
Then: my_pointer = r
End: my_pointer = u

也许这通过例子解释了一些基础知识?

我喜欢用数组和下标来解释它——人们可能不熟悉指针,但他们通常都知道下标是什么。

所以我说,假设RAM是一个数组(你只有10个字节的RAM):

unsigned char RAM[10] = { 10, 14, 4, 3, 2, 1, 20, 19, 50, 9 };

然后,指向变量的指针实际上只是该变量在RAM中的第一个字节的索引。

因此,如果你有一个指针/索引unsigned char index = 2,那么这个值显然是第三个元素,或者数字4。指针指向指针的指针是指将该数字本身用作索引,如RAM[RAM[index]]。

我会在纸上的列表上画一个数组,然后用它来显示一些东西,比如指向同一个内存的许多指针、指针算术、指针到指针等等。

我认为理解指针的主要障碍是糟糕的老师。

几乎每个人都被教导过关于指针的谎言:它们只不过是内存地址,或者它们允许你指向任意位置。

当然,他们很难理解,危险,半魔法。

这些都不是真的。指针实际上是相当简单的概念,只要你坚持c++语言对它们的描述,不要给它们灌输“通常”在实践中会起作用的属性,但语言却不能保证,因此不是指针实际概念的一部分。

几个月前,我试图在这篇博客文章中对此进行解释——希望它能帮助到一些人。

(请注意,在有人对我说学究气之前,是的,c++标准确实说指针表示内存地址。但它并没有说“指针是内存地址,而且只是内存地址,可以与内存地址互换使用或认为”。区别很重要)

邮政信箱号码。

它是一条信息,允许你访问其他东西。

(如果你计算邮政信箱号码,你可能会有问题,因为信进了错误的信箱。如果有人搬到另一个州——没有转发地址——你就有一个悬浮指针。另一方面,如果邮局转发邮件,那么你就有了指向指针的指针。)

为了使事情更混乱一点,有时你必须使用句柄而不是指针。句柄是指向指针的指针,因此后端可以移动内存中的内容以整理堆。如果指针在例程中间发生了变化,那么结果是不可预测的,因此您首先必须锁定句柄,以确保没有任何事情发生。

http://arjay.bc.ca/Modula-2/Text/Ch15/Ch15.8.html#15.8.5比我讲得更清楚一点。: -)